考虑时滞补偿的高速列车横向模糊半主动悬挂系统建模与仿真

作者：张祥光; 周岩; 蒋超; 程俊; 姚远^*

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(04): 1189-1199.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20220794

• 高速列车
• 磁流变阻尼器
• 模糊控制
• 半主动控制
• 时滞补偿

为研究基于磁流变阻尼器的高速列车半主动悬挂横向控制策略及其时滞问题和时滞补偿方法，建立包含50个自由度的CRH3型动车组拖车动力学模型，同时，针对Lord公司RD-8040-1型磁流变阻尼器进行特性测试并建立其BP神经网络力学模型和阻尼器电流响应迟滞模型，依据模糊控制律设计了基于车体横移、摇头2个状态的速度及加速度为反馈变量的模糊控制器，并将其用于预测阻尼器实时控制电流，运用Smith预估补偿控制结合PID控制对磁流变阻尼器电流响应迟滞进行补偿；采用SIMPACK和SIMULINK 2款仿真软件搭建联合仿真平台分析应用了本文所设计半主动悬挂系统的车辆动力学性能。仿真结果表明，时滞一定程度地恶化了控制效果，使控制效果不稳定，但采用时滞补偿后阻尼器跟踪期望电流能力则显著提升；相较于被动悬挂，应用了包含时滞补偿的磁流变阻尼器模糊半主动悬挂系统可有效降低车体横向振动，改善车辆运行平稳性，在运行速度为250 km/h工况时，车体横向加速度幅值谱最大幅值由0.079 86 m/s2下降到0.049 56 m/s2，改善幅度达到37.9%，在100～350 km/h的运行速度区间内，车辆的横向平稳性指标改善2.1%～12.9%。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学